[发明专利]一种工业电解液中镍沉积层晶粒的细化方法

说明书

本发明公开了一种工业电解液中镍沉积层晶粒的细化方法，该方法采用铈化合物作为细化剂，当硫酸铈添加量为0.6g/L，沉积出的镀层晶粒最细，当硫酸铈添加量从0g/L逐渐增大到0.6g/L，晶粒尺寸随之减小，稀土元素添加量与晶粒尺寸的变化呈负相关。当硫酸铈添加量从0.6g/L到1g/L，随着浓度的增大，晶粒尺寸呈现增长的趋势。本发明具有明显的晶粒细化效果，操作方便，为工业电解液中镍沉积层晶粒的细化提供了一种新的方法。

技术领域

本发明涉及晶粒细化领域，具体涉及一种工业电解液中镍沉积层晶粒的细化方法。

背景技术

稀土产品的应用是由稀土元素及其化合物的性质决定的。人们研究稀土金属在碳素钢、合金钢及有色合金中的作用机理时发现，稀土元素能使金属和合金的晶粒急剧细化。因此当下对稀土元素细化作用的研究主要集中于合金熔体的添加。研究表明，在不同的合金中添加不同含量、不同种类的稀土元素，可以得到晶粒细化的效果，从而增强合金的一些力学性能。例如稀土元素Gd 在A357 合金中的添加可以细化晶粒并减小二次枝晶间距。向过共晶Al-20%Si 合金中添加稀土Er，当Er的含量为1%时，微观组织细化效果最明显，初生硅尺寸最小，抗拉强度和伸长率最高。对Al-18%Si-10%Mg 合金，随着稀土元素Ce的添加，初生的Mg₂Si 颗粒由粗大十字状或者不规则的多面体转变成为细小规则的块状，初生硅和共晶硅颗粒的尺寸也减小。将适量的稀土元素Y、Nd 和Gd 混合添加到AZ91D 镁合金中，AZ91D镁合金的抗拉强度和伸长率都有所提高，晶粒得到了明显的细化。

综上所述，稀土元素在合金熔体细化方面的应用较为广泛，但对于电解液体系，尤其是电沉积方面尚在研究阶段。电沉积是一个复杂的过程，电流密度、温度、PH、沉积时间等均会对最终镀层的微观组织形貌和性能产生影响。电解液中为达到晶粒细化的目的，一般会加入添加剂。目前有许多有机物已被证实对电结晶层有着良好的细化效果，某些芳香磺酞化物如糖精、茶磺酸、对甲苯磺酞胺等是镀镍常用的添加剂。例如，低电流密度下,糖精可以增加电镀镍的阴极极化，增大了镍镀层在NaCl溶液中的电荷传递电阻，提高了镍镀层的耐蚀性。邻磺酰苯酰亚胺和1,4-丁炔二醇都能提高镍的电结晶几率；当其联合使用时对镍电沉积的阻化效果最好，更有利于获得光亮细腻的镀镍层。丙烯基硫脲的加入没有改变镍的形核方式，但形核数密度增大，并且减小晶体向外生长的速率，可以细化晶粒，得到整平、致密的镍沉积层。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种工业电解液中镍沉积层晶粒的细化方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种工业电解液中镍沉积层晶粒的细化方法，该方法采用铈化合物作为细化剂，当硫酸铈添加量为0.6g/L，沉积出的镀层晶粒最细，当硫酸铈添加量从0g/L 逐渐增大到0.6g/L，晶粒尺寸随之减小，稀土元素添加量与晶粒尺寸的变化呈负相关，当硫酸铈添加量从0.6g/L 到1g/L，随着浓度的增大，晶粒尺寸呈现增长的趋势。

本发明以稀土元素铈作为细化剂，具有明显的晶粒细化效果，操作方便，为工业电解液中镍沉积层晶粒的细化提供了一种新的方法。

附图说明

图1为Ce₂(SO₄)₃的添加量为0g/L时镍电沉积的SEM图。

图2为Ce₂(SO₄)₃的添加量为0.2g/L时镍电沉积的SEM图。

图3为Ce₂(SO₄)₃的添加量为0.4g/L时镍电沉积的SEM图。

图4为Ce₂(SO₄)₃的添加量为0.6g/L时镍电沉积的SEM图。